4．PFC开关电源
　　
　　PFC电路也称为“功率因数校正电路”，用来解决电磁兼容和电磁干扰问题。在常规的PWM开关电源的整流元件和滤波电容间插入一个并联型的开关电源，就组成了具有PFC功能的开关电源，新增加的并联型开关电源称为PFC开关电源。其主要功能是使用不经过滤波的脉动直流电压作为供电，产生稳定的380V的PFC电压，作为+B电压供给后级的LLC开关电源电路。本电源的PFC开关电源电路由控制芯片N801(MC33262)、MOS管V810、储能电感T832、整流管VD812等组成。

　　MC33262是PFC电路专用集成控制芯片，工作在临界模式，采用升压电路方式工作。当待机电源电路送来的vCC电压加到N801供电端(8)脚后，N801开始工作。从(7)脚输出PFC激励信号，经过灌流电路限流电阻R821和放电二极管VD815，加到MOS开关管V810的栅极。

　　当开关管闭合时，300V的“馒头波”流过T832、V810形成电流，并以磁能的形式将能量存储在T832内部。当开关管V810截止时，T832内部的磁能转换为峰值70V左右的自感电势，其方向与300V是相同的，300V电压叠加上自感电压，再经VD812整流、C810、C8i2滤波后，输出380V左右电压，即PFC电压。如果维修时测量PFC输出电压只有300V左右，说明PFC电源没有工作，T832没有产生自感电压，只有“馒头波”的峰值经过整流滤波后输出。

　　PFC电压的稳压控制是通过N801(1)脚完成的。PFC电压经电阻分压后，在R829上形成2.5V左右的反馈取样电压，从(1)脚送入芯片。在内部与基准电压进行比较，如果有误差，则调整开关激励信号的导通时间，从而控制电源输出稳定的PFC电压；而如果误差过大，则直接控制N801停止工作。

　　N801(4)脚是过流保护检测输入端，当出现负载电流过大时，引脚外接的取样电阻R825、R833上的压降上升。该电压送入N801，在芯片内部和阈值电压进行比较，如果高于阈值，N801就会停止工作，(7)脚PFC激励信号不再输出。

　　N80l(2)脚外接的低通滤波器电路，起软启动作用，改变此电路的时间常数，可以改变稳压控制的反应速度及平均度。

　　T832储能电感上的(2)一(5)绕组是N801的过零检测取样绕组，过零取样信号加到N801的(5)脚zcd端，控制开关管V801工作在临界（断续导通）模式状态，从而减少开关电路的开关损耗，提高了电路的可靠性。

　　N801的(3)脚是300V馒头波形取样输入端。由于临界模式的PFC电路，其控制芯片需要一个输入电压的基准波形来调整其工作频率。如果(3)脚没有波形输入，PFC电路就无法工作。

　　另外，VD811为开机浪涌电流保护二极管，在PFC电路开始工作的瞬间，供电电流可以首先通过VD811对C810进行充电，从而使流过T832的电流大大减小，产生的自感电势也就小了很多，消除了开机瞬间可能出现的大电流，对滤波电容和开关管进行了有效的保护。电路正常工作后，由于VD811正极电压为300V，而负极电压为380V．VD811呈反偏截止状态，对电路工作没有影响。

　　S．LLC开关电源如果开关电源的输出电路采用的是半桥谐振单电感加单电容(LLC)的拓扑结构，则该电源电路称为LLC谐振型开关电源电路。这种拓扑结构能够提升能效、降低电磁干扰(EMI)信号，并且提供更好的磁利用。该电源电路在正常工作后，当其谐振电路的谐振频率等于激励振荡电路的振荡频率时，就可以使开关电源有最大的功率输出。

　　在本电源中，开关变压器T831的初级绕组和电容C865组成一个串联谐振电路，连接于功率输出管V839、V840的输出端。而振荡部分N802和功率输出部分看成一个“他激型的振荡器”。电路设计时将T831和C865的谐振频率设计为约等于N802内部振荡器的工作频率，更好地保证了电源电路的输出功率。

　　NCP1396A是一款内置上桥端与下桥端MOSFET驱动电路的高性能谐振模式控制器，它可以外部设定最高开关频率且精度高，还可以实现开关管在有负载情况下的零电压转换，因而提升了开关输出的效率，大大降低了开关管的损坏率。

　　待机电源电路输出的vcc电压一旦送到N802的(12)脚，NCP1396A即开始工作，从(15)、(11)脚输出频率相同、相位相反的开关激励信号，分别送到上桥开关管V839和下桥开关管V840的栅极。在PFC供电及VD839、0864组成的自举升压电路的共同作用下，在V839的源极，也就是N802的(14)脚，形成（Ⅳ和380V变化的开关振荡信号。该振荡信号的振荡频率为F，送到后面由T831、C865组成的LLC谐振电路，由于谐振电路的工作频率f与F相差不大，这样就有效保证了LLC电源的输出功率。

　　下图是谐振电路能量传递曲线，从下图中可以看出，谐振电路的谐振点f和振荡器的振荡频率F不在一个频率点上，存在一个频偏，并且谐振频率低于振荡频率。如果谐振频率f增高，f就会靠近F．电路的输出功率就会增加，表现为输出电压升高；反之，如果谐振频率f降低，输出功率就下降，输出电压就降低。LLC开关电源就是采用控制频率的方式来达到稳定输出电压的目的，即控制振荡频率和谐振频率的频偏大小，来实现稳压。

　　为了防止电源出现过压工作情况，NCP1396A设计了两个保护控制引脚，分别是(8)脚和(9)脚。(8)脚为快速故障检测端，当故障反馈电压达到设定的阈值时，N831立即关闭(15)脚和(11)脚的激励输出信号，LLC电路停止工作。(9)脚为延迟保护控制端，当故障反馈电压达到设定的阈值时．N802内部计时器启动，延迟一定时间后控制芯片内部电源管理器进入保护状态。两个保护控制引脚的检测信号来自功率输出过压保护电路，该电路由C863、VD835、VD834、N841、V2832、V803等组成。当功率放大电路出现异常电压升高时，通过以上电路，使(8)、(9)脚这两个保护检测端电压上升，N802内部的激励电路被关闭，激励信号停止输出，LLC开关电源也就不再工作，完成功率输出过压保护。

　　根据振荡器的特性，振荡器的输出取决于负载，如果负载是谐振电路，那么输出必定是正弦波（条件是谐振电路必须和振荡器输出频率产生谐振）。由于主电源采用LLC谐振开关电源，且谐振频率f与N802输出的开关振荡信号频率F相近，所以开关变压器T831输出的是近似正弦波。既然是正弦波信号，那么整流输出电路就可以采用全波整流的方式，以提高输出电压的稳定性。经过整流、滤波后，LLC开关电源电路输出两路稳定的直流电压，分别是84V和12V。其中84V电压送入LED驱动电路，而12V电压则分为两路，一路送到主板．供小信号电路使用，另一路送入LED驱动电路。

　　为了确保开关电源输出电压的稳定，还设计了稳压反馈电路。当由于某种原因导致12V输出电压升高时，分压后加到比较器N840控制端的电压也随之升高，引起KA431AZ导通程度加大。再通过光耦N833，将反馈电流送入N802的(6)脚。(6)脚为NCP1396A芯片的反馈输入脚，当输入电流增大肘，控制芯片内部的振荡器提高其振荡频率F。由于振荡频率F原本就高于负载LLC谐振电路的谐振频率f．提高振荡频率F进一步拉大了其与谐振频率f的频率差。根据图6所示的谐振电路能量传递曲线可知，这会使电路的输出功率下降，最终降低输出电压，实现稳压控制。当12V电压降低时，其控制过程相反。

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